2026年湖南省苏教版高二物理选修三第三章习题解析

2026年湖南省苏教版高二物理选修三第三章习题解析一、单项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.在研究带电粒子在复合场中的运动时，下列说法正确的是（）A.洛伦兹力始终不做功，因为它的方向始终与粒子速度方向垂直B.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加C.在重力场和电场同时存在的匀强磁场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线D.带电粒子以速度v进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，若v与电场强度E方向平行，则粒子将做匀速直线运动参考答案：A解析：洛伦兹力始终垂直于粒子速度方向，不做功，因此A正确。带电粒子仅受洛伦兹力作用时，速度方向不断变化但大小不变，动能不变，B错误。带电粒子在复合场中的运动轨迹取决于受力情况，不一定是抛物线，C错误。若v与E平行，则粒子受电场力不为零，将做变速运动，D错误。2.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于水平方向的匀强磁场B中，当小球从平衡位置偏转θ角后由静止释放，下列说法正确的是（）A.小球运动过程中机械能守恒B.小球运动到最低点时，细线拉力最大C.小球运动到最低点时，速度方向与洛伦兹力方向相同D.小球运动过程中，洛伦兹力始终不做功参考答案：B解析：小球受重力、细线拉力和洛伦兹力，其中洛伦兹力不做功，机械能守恒，A正确。但细线拉力在最低点最大，因为此时合力提供向心力，B正确。小球运动到最低点时，速度方向与洛伦兹力方向垂直，C错误。洛伦兹力不做功，D正确。3.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.小球受到的洛伦兹力提供向心力B.小球做匀速圆周运动的周期为2π√(R/g)C.小球受到的电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反D.小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为qQ/(4πε₀R²)参考答案：D解析：小球受洛伦兹力和电场力，其中洛伦兹力不做功，电场力提供向心力，A错误。周期T=2πR/v，B错误。电场力与洛伦兹力方向不同，C错误。根据库仑定律和牛顿第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε₀mR²)，D正确。4.如图所示，一个质量为m、电荷量为-q的小球，从倾角为θ的绝缘斜面顶端由静止滑下，斜面处于方向竖直向下的匀强电场E和方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，下列说法正确的是（）A.小球下滑过程中机械能不守恒B.小球下滑过程中，电场力做正功C.小球下滑过程中，洛伦兹力不做功D.小球下滑的加速度大小为(g-Eqsinθ)/m参考答案：C解析：小球受重力、电场力和洛伦兹力，其中洛伦兹力不做功，机械能守恒，A错误。电场力方向与速度方向相反，做负功，B错误。洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，C正确。沿斜面方向的合力为mgsinθ-Eqcosθ，加速度a=(mgsinθ-Eqcosθ)/m，D错误。5.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，下列说法正确的是（）A.电子离开磁场时，速度方向一定与进入时速度方向相同B.电子离开磁场时，速度大小一定等于进入时速度大小C.电子离开磁场时，偏转距离一定等于d/2D.若电子进入磁场时速度方向与边界成θ角，则电子离开磁场时速度方向与边界成2θ角参考答案：B解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，速度方向不断变化但大小不变，A错误。电子离开磁场时速度大小等于进入时速度大小，B正确。偏转距离取决于圆周半径和进入角度，不一定等于d/2，C错误。若电子进入时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成π-θ角，D错误。6.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，下列说法正确的是（）A.小球受到的电场力大小等于qEB.小球受到的洛伦兹力大小等于qBvC.细线拉力大小为√(mg²+q²E²)D.小球受到的洛伦兹力方向水平向左参考答案：A解析：小球静止时，受力平衡，电场力qE沿水平方向向右，洛伦兹力qBv垂直于速度方向（此处速度为零，洛伦兹力为零），细线拉力平衡重力和电场力，A正确。B错误。细线拉力T=mg/tanθ，C错误。洛伦兹力方向取决于速度方向，此处为零，D错误。7.一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，速度方向与边界成θ角，下列说法正确的是（）A.小球离开磁场时，速度方向一定与进入时速度方向相同B.小球离开磁场时，速度大小一定等于进入时速度大小C.小球离开磁场时，偏转距离一定等于d/2D.若小球进入磁场时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成2θ角参考答案：B解析：小球在磁场中做匀速圆周运动，速度方向不断变化但大小不变，A错误。离开磁场时速度大小等于进入时速度大小，B正确。偏转距离取决于圆周半径和进入角度，不一定等于d/2，C错误。若进入时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成π-θ角，D错误。8.如图所示，一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，下列说法正确的是（）A.小球受到的电场力大小等于qEB.小球受到的洛伦兹力大小等于qBvC.细线拉力大小为√(mg²+q²E²)D.小球受到的洛伦兹力方向水平向左参考答案：A解析：小球静止时，受力平衡，电场力qE沿水平方向向右，洛伦兹力qBv垂直于速度方向（此处速度为零，洛伦兹力为零），细线拉力平衡重力和电场力，A正确。B错误。细线拉力T=mg/tanθ，C错误。洛伦兹力方向取决于速度方向，此处为零，D错误。9.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，下列说法正确的是（）A.电子离开磁场时，速度方向一定与进入时速度方向相同B.电子离开磁场时，速度大小一定等于进入时速度大小C.电子离开磁场时，偏转距离一定等于d/2D.若电子进入磁场时速度方向与边界成θ角，则电子离开磁场时速度方向与边界成2θ角参考答案：B解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，速度方向不断变化但大小不变，A错误。电子离开磁场时速度大小等于进入时速度大小，B正确。偏转距离取决于圆周半径和进入角度，不一定等于d/2，C错误。若进入时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成π-θ角，D错误。10.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.小球受到的洛伦兹力提供向心力B.小球做匀速圆周运动的周期为2π√(R/g)C.小球受到的电场力与洛伦兹力大小相等、方向相反D.小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为qQ/(4πε₀R²)参考答案：D解析：小球受洛伦兹力和电场力，其中洛伦兹力不做功，电场力提供向心力，A错误。周期T=2πR/v，B错误。电场力与洛伦兹力方向不同，C错误。根据库仑定律和牛顿第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε₀mR²)，D正确。二、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，速度方向与边界成θ角，则小球离开磁场时速度方向与进入时速度方向之间的夹角为______。参考答案：π-θ解析：小球在磁场中做匀速圆周运动，速度方向不断变化但大小不变。若进入时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成π-θ角。2.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，则电子离开磁场时偏转距离为______。参考答案：d/2解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，偏转距离等于圆周半径，即d/2。3.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，则小球受到的电场力大小为______。参考答案：mg/tanθ解析：小球静止时，受力平衡，电场力qE沿水平方向向右，洛伦兹力qBv垂直于速度方向（此处速度为零，洛伦兹力为零），细线拉力平衡重力和电场力，qE=mg/tanθ。4.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，则小球受到的向心力大小为______。参考答案：qQ/(4πε₀R²)解析：根据库仑定律和牛顿第二定律，向心力F=qQ/(4πε₀R²)。5.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，则电子在磁场中做匀速圆周运动的周期为______。参考答案：d/(vB)解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，偏转距离d=πR，R=vT/(2π)，d=mv/(2πqB)，T=d/(vB)。6.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，则小球受到的洛伦兹力大小为______。参考答案：0解析：小球静止时，速度为零，洛伦兹力为零。7.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，则电子离开磁场时速度大小为______。参考答案：v解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，等于进入时速度大小。8.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，则小球受到的电场力大小为______。参考答案：0解析：小球在球壳表面做匀速圆周运动，不受电场力。9.一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，速度方向与边界成θ角，则小球离开磁场时速度大小为______。参考答案：v解析：小球在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，等于进入时速度大小。10.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，则电子在磁场中做匀速圆周运动的半径为______。参考答案：d/(2sinθ)解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，半径R=d/(2sinθ)。三、判断题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）1.洛伦兹力始终不做功，因为它的方向始终与粒子速度方向垂直。参考答案：正确解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功。2.当带电粒子仅受洛伦兹力作用时，其动能可能增加。参考答案：错误解析：带电粒子仅受洛伦兹力作用时，速度方向不断变化但大小不变，动能不变。3.在重力场和电场同时存在的匀强磁场中，带电粒子的运动轨迹一定是抛物线。参考答案：错误解析：带电粒子在复合场中的运动轨迹取决于受力情况，不一定是抛物线。4.带电粒子以速度v进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，若v与电场强度E方向平行，则粒子将做匀速直线运动。参考答案：错误解析：若v与E平行，则粒子受电场力不为零，将做变速运动。5.小球运动过程中机械能守恒。参考答案：正确解析：小球受重力、细线拉力和洛伦兹力，其中洛伦兹力不做功，机械能守恒。6.小球运动到最低点时，细线拉力最大。参考答案：正确解析：小球运动到最低点时，合力提供向心力，细线拉力最大。7.小球运动到最低点时，速度方向与洛伦兹力方向相同。参考答案：错误解析：小球运动到最低点时，速度方向与洛伦兹力方向垂直。8.小球运动过程中，洛伦兹力始终不做功。参考答案：正确解析：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功。9.小球做匀速圆周运动的周期为2π√(R/g)。参考答案：错误解析：小球做匀速圆周运动的周期T=2πR/v，与g无关。10.小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为qQ/(4πε₀R²)。参考答案：正确解析：根据库仑定律和牛顿第二定律，向心加速度a=qQ/(4πε₀mR²)。四、简答题（本大题共8小题，每小题2分，共16分）1.简述洛伦兹力的特点及其对带电粒子运动的影响。解答：洛伦兹力始终垂直于速度方向，不做功，只改变速度方向不改变速度大小。带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动或螺旋运动。2.简述带电粒子在复合场中的运动特点。解答：带电粒子在复合场中的运动轨迹取决于受力情况，可能做直线运动、曲线运动或圆周运动。洛伦兹力不做功，机械能守恒。3.简述带电粒子在匀强磁场中的运动规律。解答：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，半径R=mv/(qB)。速度方向不断变化但大小不变。4.简述带电粒子在匀强电场中的运动规律。解答：带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动，加速度a=Eq/m。速度方向和大小均变化。5.简述带电粒子在复合场中的运动条件。解答：带电粒子在复合场中的运动条件包括重力、电场力和洛伦兹力的平衡或合力提供向心力。洛伦兹力不做功，机械能守恒。6.简述带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。解答：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件是洛伦兹力提供向心力，即qvB=mv²/R。速度方向不断变化但大小不变。7.简述带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动的条件。解答：带电粒子在匀强电场中做匀变速直线运动的条件是电场力恒定，即F=Eq。加速度恒定，速度方向和大小均变化。8.简述带电粒子在复合场中的运动轨迹特点。解答：带电粒子在复合场中的运动轨迹取决于受力情况，可能做直线运动、曲线运动或圆周运动。洛伦兹力不做功，机械能守恒。五、应用题（本大题共8小题，每小题4分，共24分）1.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，求小球受到的电场力大小。解答：小球静止时，受力平衡，电场力qE沿水平方向向右，洛伦兹力qBv垂直于速度方向（此处速度为零，洛伦兹力为零），细线拉力平衡重力和电场力，qE=mg/tanθ。2.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，求电子离开磁场时速度方向与进入时速度方向之间的夹角。解答：电子在磁场中做匀速圆周运动，速度方向不断变化但大小不变。若进入时速度方向与边界成θ角，则离开时速度方向与边界成π-θ角。3.一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，速度方向与边界成θ角，求小球离开磁场时速度大小。解答：小球在磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变，等于进入时速度大小。4.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，求小球受到的向心力大小。解答：根据库仑定律和牛顿第二定律，向心力F=qQ/(4πε₀R²)。5.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，求电子在磁场中做匀速圆周运动的周期。解答：电子在磁场中做匀速圆周运动，周期T=2πm/(qB)，偏转距离d=πR，R=vT/(2π)，d=mv/(2πqB)，T=d/(vB)。6.一个质量为m、电荷量为+q的小球，用长为L的绝缘细线悬挂于O点，置于方向水平向右的匀强电场E和方向竖直向上的匀强磁场B中，当小球静止时，细线与竖直方向成θ角，求小球受到的洛伦兹力大小。解答：小球静止时，速度为零，洛伦兹力为零。7.一个电子以速度v垂直进入一个宽度为d、方向垂直纸面向外的匀强磁场B中，求电子在磁场中做匀速圆周运动的半径。解答：电子在磁场中做匀速圆周运动，半径R=d/(2sinθ)。8.在一个半径为R的绝缘球壳表面，沿赤道方向均匀分布电荷量为Q的正电荷，现有一个质量为m、电荷量为+q的小球，以速度v沿球壳表面做匀速圆周运动，求小球受到的电场力大小。解答：小球在球壳表面做匀速圆周运动，不受电场力。【标准答案及解析】一、单项选择题1.A2.B3.D4.C5.B6.A7.B8.B9.B10.D二、填空题1.π-θ12.d/213.mg/tanθ14.qQ/(4πε₀R²)15.d/(vB)2.017.v18.019.v20.d/(2sinθ)三、判断题1.正确22.错误23.错误24.错误25.正确2.正确27.错误28.正确29.错误30.正确四、